Розрахунок фланця згідно EN до 650 С - Завантажити PDF безкоштовно

Розрахунок фланця відповідно до EN 1591-1 до 650 C Тепер можливе використання слюдяних ущільнень з додатковим металевим внутрішнім отвором стор. 1

Зміст: 1) Проблема, вихідна ситуація 2) Ущільнення для Т = 650 С? 3) Визначення технічно жорстке? 4) Визначення характеристичних значень та розрахунок фланця 5) Резюме на сторінці 2

Проблема системи гарячого цинкування сталі (не потрапляє під TA Luft!) Середовище: Гарячі потоки вихлопних газів Tmax = 650 C p = 60 мбар Фланці: EN 1092-1, форма B, PN 10 і PN 16, DN 25 350 Матеріал фланця 1.4571 Гвинтовий матеріал 1.4980 (спочатку А2-70) труби та фланці, утеплені ущільненнями: рифлені прокладки з прокладками з графітового шару вийшли з ладу через 1 рік використання; Графітове покриття більше не доступне MBG Metallbeschichtung Gerstungen GmbH Сторінка 3

Ущільнення з гребінчастим профілем (ущільнення з металевого м'якого матеріалу) Ущільнення з гребінчастим профілем з графітовим покриттям Складається з твердого металевого носія та тонкого покриття з м'якого матеріалу з обох сторін, яке виконує функцію ущільнення.: З центрируючим кільцем: Стандартні фланці з ущільнювальною стрічкою Без центрируючого кільця: Стандартні фланці зі шпунтом і канавкою сторінка 5

Ущільнення з гребінчастим профілем (ущільнення з металевого м’якого матеріалу) Властивості + діапазон високих температур (GR): T макс. 450 C/550 C + висока герметичність (залежно від якості) + високий тиск до PN 160 можливий + несуче кільце можна повторно використовувати після відновлення - мало прощення - Не може бути виготовлений у будь-яких розмірах - відносно високі витрати Сторінка 6

Максимальна робоча температура графітової фольги та ламінатів 700 600 Термін служби чистого графітового ущільнення Необов'язкові орієнтовні значення Застосування Робоча температура [C] 500 400 300 200 100 Застосовується за таких умов: - Робоче середовище знаходиться під надлишковим тиском - Робоче середовище не містить окислювачів Термін служби [роки] "високоякісний" "Далекий Схід" згідно інформації з SGL-Carbon Tmax, сторінка 7

Альтернативні металеві ущільнення? Приклади різних ущільнювальних профілів Круглі дротяні ущільнення Кільцеві ущільнювачі (RTJ) Ущільнення лінз Ущільнення кромки шампура Усі зображення: KLINGER Kempchen сторінка 8

Властивості металевих ущільнень + Великий діапазон температур: -200 C 450 C) з ущільненнями з м'якого матеріалу немає альтернативи + Хороша хімічна стійкість, виняток: конц. H 2 SO 4 - Швидкість витоку вища, ніж у ущільнювачів FA, PTFE або GR (висока внутрішня пористість) Властивості внутрішнього люверса + Зниження швидкості витоку за допомогою пористих ущільнень ± Якість і дизайн внутрішнього люверса можуть відрізнятися залежно від виробника поверхні фланців можуть вимагати підвищених зусиль під час монтажу збільшені значення для Q хв ISGATEC Форум: Werkstoffe 2019-12 стор.11

Ущільнення на основі слюди Приклад: KLINGER milam PSM Виготовлено з ущільнювальних пластин Компоненти: Слюда (флогопіт) хімічно або термічно оброблена Металеві вставки (и) з конічного листового металу 1.4401; Товщина 0,1 мм Імпрегнація (силіконова олія) Слюда: Силікати листових матеріалів, що зустрічаються в природі Пластівчаста, пластова структура Необов’язкове металеве внутрішнє вушко для поліпшення газонепроникності Типова область застосування: 300 C T 900 C p PN 16 стор. 12

Ущільнення на основі властивостей слюди + Висока термостійкість до 900 С; Втрата ваги при 800 C 450 C) для м'яких ущільнень без альтернативи + хороша хімічна стійкість, виняток: конц. H 2 SO 4 - Технічна герметичність досягається лише при температурі T> 100 C, при нижчих температурах слюдяні ущільнення не можна використовувати розумно; Не підходить для випробувань на тиск води - Чутливі до вологи ущільнювачі ніколи не слід встановлювати вологими або мокрими - Швидкість витоку вища, ніж у волоконних, ПТФЕ або графітових ущільнювачів (висока внутрішня пористість) сторінка 13

Ущільнення з внутрішнім отвором Приклад: KLINGER milam з внутрішнім отвором Внутрішнє отвір вставляється після пробивання Технічно доцільно прокладками FA, GR та слюди Матеріал: 1.4571 (типовий) товщина фланця 0.10. Захист ущільнення та середовища 0,15 мм Часто призначається для рівнів тиску від PN 25 на сторінці 14

Ущільнення з внутрішнім отвором Властивості + захист ущільнення від агресивних середовищ + відсутність забруднення середовища пухкими компонентами ущільнення (особливо з GR!) + Зниження швидкості витоку пористими ущільненнями (необхідний достатній поверхневий тиск) + обмежений захист від виштовхування ущільнення; якщо потрібна безпека продування, це гладкі фланці. d. Зазвичай достатньо ± Якість та конструкція внутрішнього отвору можуть сильно відрізнятися залежно від виробника - Пристосування внутрішнього отвору до поверхонь фланців може вимагати збільшення зусиль під час монтажу, збільшення значень для Q хв сторінка 15

Технічна герметичність Технічна герметичність Cetim існує, якщо дотримується критерій герметичності, визначений для відповідного випадку. У технології цей критерій герметичності зазвичай визначається як межа між герметичністю і герметичністю і може приймати різні значення в залежності від вимог герметичності та середовища, що герметизується [VDI 2200] Сторінка 17 про абсолютну герметичність відсутня

Технічна герметичність згідно з TA Luft *) [1] Розрахунок фланця згідно з DIN EN 1951-1 або розрахунок FEM Cetim *) Референтний проект 2018-07 Для вибору ущільнень та конструкції технічно герметичних фланцевих з'єднань, клас герметичності L 0,01 з відповідним питома швидкість витоку 0,01 мг/(см). Доказ герметичності через відповідність класу герметичності повинен бути наданий для фланцевих з'єднань в основному силовому з'єднанні в межах вказівки VDI 2290 відповідно до правил розрахунку, на яких він базується. Сторінка 18

Технічна герметичність згідно з TA Luft *) [2] Розрахунок фланця згідно з DIN EN 1951-1 або розрахунок FEM Cetim Оператор повинен забезпечити, щоб монтажний персонал для монтажу фланцевих з'єднань мав доступ до інструкцій з монтажу та технічних умов для контролю якості відповідно до керівних принципів VDI 2290 та монтажного персоналу має кваліфікацію відповідно до DIN EN 1591-4. Вимоги щодо складання, випробування та обслуговування ущільнювальних систем повинні бути зазначені в інструкціях з управління. *) Проект законопроекту 2018-07 сторінка 19

Технічна герметичність згідно з TA Luft *) [3] Розрахунок фланця згідно з DIN EN 1951-1 або розрахунок FEM Cet в рамках вказівки VDI 2290: Газоподібні та рідкі середовища з вимогами до обмеження викидів відповідно до TA Luft Металеві фланці Основне силове з’єднання (KHS) Tmax 400 C Замовник все ж бажає доказ технічної герметичності! *) Проект законопроекту 2018-07, сторінка 20

Визначення характеристичних значень Для KLINGERmilam товщиною 2,0 мм із внутрішнім отвором характерні значення прокладок до 400 С публікуються в базі даних www.gasketdata.org з 2012 року. Відсутні значення характеристик для 650 C були визначені AMTEC Messtechnischer Service GmbH: Q Smax, P QR, E G Випробування при 650 C проходили гладко. Значення 650 С були в Інтернеті на сайті gasketdata.org з червня 2019 року. Сторінка 22

Ущільнення при 650 С - кінець випробування Звіт про випробування Amtec 304 053 сторінка 23

Параметри прокладок Q Smax 120100 KLINGERmilam 2,0 мм із внутрішнім отвором 100100100100 QSmax [МПа] 80 60 40 20 0 23200400650 Температура [C) сторінка 24

Параметри прокладок e G (зменшення товщини) 2,20 KLINGERmilam 2,0 мм із внутрішнім бортом 2,00 1,80 зменшення товщини 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 23 C 200 C 400 C 650 C 0 20 40 60 80 100 Поверхневий тиск [МПа] стор. 25

P QR - значення P QR = коефіцієнт релаксації повзучості як відношення залишкового та початкового поверхневого тиску ущільнення під навантаженням (температурою), необхідне для розрахунку фланця згідно з EN 1591-1 робоча температура P QR = 0 повне повзуче, відсутність поверхневого тиску P QR = 1 відсутність повзучого, поверхневий тиск залишається 100% P QR = 0 P QR = 1 Залежить від початкового поверхневого тиску Чим більший коефіцієнт P QR, тим стабільніше ущільнення Під час роботи Високий коефіцієнт P QR = висока експлуатаційна надійність фланцевого з'єднання стор. 26

Параметри ущільнення P QR значення PQR 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 KLINGERmilam 2,0 мм із внутрішнім отвором 30 МПа 50 МПа 100 МПа 0 100 200 300 400 температура [C] 500 600 700 сторінка 27

Розрахунок фланця - проблема параметрів: Матеріали/існуючі значення міцності: Ущільнення: KLINGERmilam + IB міцність значення до 650 C Гвинти: 1.4980 значення міцності до 600 C Фланці: 1.4571 значення міцності до 500 C Розрахунок фланця в цьому випадку можливий лише до 500 C! Технічно герметично! Сторінка 28

Розрахунок фланця - результати номінальної ширини/номінального тиску Результати розрахунку гвинтів Момент затягування хв Необхідний макс. Рекомендований [Нм] [Нм] [Нм] DN 25/PN 16 4 x M12 75 85 85 DN 65/PN 16 8 x M16 93 142 100 DN 80/PN 16 8 x M16 102 175 150 DN 100/PN 16 8 x M16 113 190 150 DN 125/PN 16 8 x M16 122 214 150 DN 150/PN 16 8 x M20 164 292 200 DN 200/PN 10 8 x M20 183 414 300 DN 350/PN 10 16 x M24 134 290 250 Таким чином доведена технічна герметичність при 650 C! Сторінка 29

Висновок З KLINGERmilam доступний пластинчастий ущільнювальний матеріал на основі слюди для діапазону високих температур до приблизно 900 C Типове застосування: гази, високі температури, низький тиск Внутрішнє вушко покращує газонепроникність Параметри ущільнення доступні до 650 C і при необхідності забезпечують математичне підтвердження технічних характеристик Герметичність Для цього потрібні достатньо великі поверхневі тиски Перспективи: Визначення параметрів герметизації при 800 С (обмежене випробувальним стендом) видається можливим Визначення технічної герметичності згідно з TA Luft (нове) все частіше використовується поза сферою застосування TA Luft стор. 31

Приклади застосування та посилання KLINGERmilam: Насоси для розплавленої солі як середовища для передачі тепла на сонячних електростанціях, 500 C/3-16 бар вихлопні гази N 2, H 2, CH 4, H 2 O, 800 C/7 бар теплообмінник вихлопна/морська вода, 800 C/2 бар вихлопні гази (Турбіна/генерація електроенергії), 600 C/1 бар димових газів (електростанція), 480 C/1 бар фільтр гарячого газу (комбінована теплоелектроцентраль), 550 C/1 бар пароперегрівач паровий 650 C/16 бар, ущільнення у вихлопних газах та канавках, що загартовують піч, металургія, 600 C/2 бар, сторінка 32

Кінець Дякуємо за інтерес! Запитати? Сторінка 33